Методы / Куликова Н.В., Петровская Е.Н. (ч.1,2)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)

Факультет кибернетики

Н.В.КУЛИКОВА, Е.Н.ПЕТРОВСКАЯ

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Учебное пособие по курсу «Операционные системы»

Обнинск 2005

УДК 004.3 (075)

Куликова Н.В., Петровская Е.Н. Фундаментальные положения и основные понятия операционных систем: Учебное пособие по курсу «Операционные системы». – Обнинск: ИАТЭ, 2005. – 216 с.

Данное учебное пособие разработано для студентов специальности 220100 «Вычислительные машины, системы, комплексы и сети», изучающих специальную дисциплину «Операционные системы». Оно позволяет изучить некоторые конкретные отдельные части операционных систем и оболочек современных вычислительных систем. В пособии представлены:

а) теоретический материал, структурированный для выполнения цикла лабораторных работ, направленных на получение навыков работы с операционными системами, с графическими оболочками операционных систем и интегрированными средами программирования на примерах MS-DOS, WINDOWS 2000 Profession, Borland C++, LINUX;

б) описание лабораторных работ и порядок их выполнения. Целью пособия является, по возможности, широкое и углубленное

изучение некоторых конкретных отдельных частей операционных систем и оболочек современных вычислительных систем. Сжатое повествование и четкие формулировки в сочетании с глубиной изложения материала позволяют рекомендовать пособие всем интересующимся вопросами функционирования операционных систем, а не только студентам, для которых оно предназначено. Учебное пособие разработано для компьютерной базы IBM PC Pentium.

Илл. 6, табл. 9, библ. 29 назв.

Рецензенты: к.ф.-м.н. Е.А.Пивненко Нач. отд. тех. обслуживанияЭВМГУ ВНИИГМИ-МЦД В.Д.Сапунов

Темплан 2005, поз. 10

©Обнинский государственный технический университет атомной энергетики, 2005 г.

©Н.В.Куликова, Е.Н.Петровская, 2005 г.

2

ВВЕДЕНИЕ

Внастоящее время мировое сообщество переживает этап перехода от индустриальной эпохи к новому постиндустриальному обществу, которое называется информационным. Это означает, что любая информация становится достоянием всего человечества. В данное время приходится решать проблему адаптации к новым условиям жизни в информационном обществе, где большую роль играют информация и научные знания. Эти факторы определяют в ближайшем будущем перспективы развития всего человеческого сообщества, поэтому на первое место в образовании выходит необходимость обучения правилам работы с информацией. Естественно, основным инструментом является компьютер, обеспеченный теми или иными операционными системами и оболочками, образуя при этом так называемую интегрированную среду.

Широкое и глубокое внедрение вычислительной техники практически во все сферы жизнедеятельности человека предъявляет особо серьезные требования к специалистам, основным рабочим инструментом которых является современная ЭВМ или комплекс ЭВМ. Специалист должен владеть активными методами использования компьютеров применительно к профилю своей деятельности. Отсюда вытекает необходимость перестройки инженерно-технического образования на основе усиления самостоятельной работы студентов, разработки и внедрения активных форм и методов обучения. Цель данного пособия кратко и, по возможности, просто изложить основные принципы

ифундаментальные положения непрерывно меняющегося раздела, каким является математическое обеспечение ЭВМ. Основная задача – помочь студенту соориентироваться в обширном объеме разнородной литературы по данному вопросу, ознакомить с используемой терминологией и основными направлениями применения, разработки и совершенствования современных операционных систем.

Вданном пособии представлены:

а) теоретический материал, структурированный для выполнения цикла лабораторных работ, направленных на получение

3

навыков работы с операционными системами, с графическими оболочками операционных систем и интегрированными средами программирования на примерах MS-DOS, WINDOWS, Borland C++, LINUX;

б) описание лабораторных работ и порядок их выполнения. Количество лабораторных работ, выполняемых студентами конкретной формы обучения, зависит от количества учебных часов, определяемых учебным планом по данной дисциплине.

4

РАЗДЕЛ 1. БАЗОВЫЕ ФУНКЦИИ MS-DOS

1. Общие сведения о MS-DOS

DOS, используемая на IBM PC – это всего лишь один пример из класса компьютерных программ, известных как супервизоры,

управляющие программы или операционные системы. DOS была создана для IBM фирмой MICROSOFT. Различные версии DOS обычно называются MS-DOS (сокращение от MICROSOFT).

Операционная система (супервизорная, мониторная, исполнительная) – это организованная совокупность программ (систем), которые действуют как интерфейс между аппаратурой ЭВМ и пользователем. Она обеспечивает пользователей набором средств для облегчения проектирования, программирования, отладки и сопровождения программ и в то же время управляет распределением ресурсов для обеспечения эффективной работы.

DOS выполняет три типа операции: управляет устройствами, программами и выполняет команды.

Управление устройствами (принтером, дисками, дисплеем, клавиатурой и т.д.) включает в себя все, что необходимо для правильной работы этих компонент компьютера. Доминирующая часть работы DOS – организация записи данных на диски.

Управление программами – это загрузка программ с диска, их выполнение и предоставление в распоряжение этих программ специальных функций.

Выполнение команд – прямое взаимодействие DOS с пользователем. Каждый раз, задавая команду операционной системе, мы работаем с процессором команд DOS.

Функции операционной системы DOS

1.Функции ввода информации с клавиатуры и вывода информации на экран или на принтер. Передача данных по линиям связи (последовательный порт).

2.Функции высокого уровня, в частности, файловый ввод и вывод. В терминологии DOS – это «традиционные файловые функции», и они базируются на использовании системы, назы-

ваемой Управлением блоками файлов или FCB.

3.Ряд универсальных функций, например, чтение и установка текущей даты и времени.

5

4.Функция, сообщающая номер версии DOS, под управлением которой выполняется программа пользователя.

5.Функции для работы со структурами: функции для создания и уничтожения каталогов, перемещения файлов из каталога

вкаталог и т.д.

6.Функции, позволяющие программам пользователя работать непосредственно с устройствами компьютера, не выходя из рамок DOS, например, определение отсутствия дискеты в дисководе, переключение с одного диска на другой и т.д.

7.Функции для работы с памятью, позволяющие программам пользователя, выполняемым под управлением DOS, захватывать или освобождать оперативную память.

8.Функции, позволяющие программе загрузить и выполнить подпрограмму и оверлейную программу как самостоятельные модули.

9.Специальные функции, касающиеся локальных сетей, обеспечивают общий доступ к одному и тому же файлу нескольких компьютеров (через локальную сеть), занимаются управлением и переадресацией вывода напринтер в локальной сети.

Основные составные части MS-DOS

1.Блок начальной загрузки операционной системы (Boot Record) – это очень короткая программа (ее длина 512 байт), находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой MS-DOS. Функция этой программы заключается в считывании в память еще двух модулей ОС, которые и завершают процесс загрузки MS-DOS. На жестком диске (винчестере) загрузчик ОС состоит из двух частей. Это связано с тем, что жесткий диск может быть разбит на несколько разделов (логических дисков). Первая часть загрузчика находится в первом секторе жесткого диска; она выбирает, с какого из разделов жесткого диска следует продолжить загрузку. Вторая часть загрузчика находится в первом секторе этого раздела, она считывает в память модули MS-DOS и передает им управление.

2.Дисковый файл IO.SYS (для MS-DOS) или IВМВIO.СОМ

(для PC-DOS) – модуль расширения базовой системы ввода/вывода.

6

3.Дисковый файл MSDOS.SYS (для MS-DOS) или

IBMDOS.COM (для PC-DOS) – модуль обработки прерываний. Он реализует основные высокоуровневые услуги MS-DOS.

Эти дисковые файлы загружаются в ОП загрузчиком ОС и остаются в памяти компьютера постоянно.

4.Командный процессор MS-DOS (COMMAND.COM) обра-

батывает команды, вводимые пользователем. Командный процессор находится в дисковом файле COMMAND.COM на диске,

скоторого загружается ОС. Некоторые команды пользователя командный процессор выполняет сам. Такие команды называются внутренними. Для выполнения остальных (внешних) команд пользователя командный процессор ищет на дисках программу с соответствующим именем и, если находит ее, загружает в память и передает ей управление. По окончании работы программы командный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению команд (приглашение MS-DOS).

5.Внешние команды MS-DOS – это программы, поставляемые вместе с ОС в виде отдельных файлов, выполняют действия обслуживающего характера, например, форматирование дискет, проверку дисков и т.д.

6.Драйверы устройств – это специальные программы, которые дополняют BIOS и обеспечивают обслуживание новых или нестандартное использование имеющихся устройств. Например, с помощью драйверов возможна работа с «электронным диском», т.е. частью памяти компьютера, с которой можно работать так же, как с диском. Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке ОС, их имена указываются в специальном файле CONFIG.SYS. Такая схема облегчает добавление новых устройств и позволяет делать это, не затрагивая системные файлы MS-DOS.

Начальная загрузка MS-DOS

Начальная загрузка MS-DOS выполняется автоматически в следующих случаях:

•при включении электропитания компьютера;

•при нажатии на клавишу RESET на корпусе компьютера;

7

• при одновременном нажатии клавиш CTRL+ALT+DEL на клавиатуре.

Для выполнения начальной загрузки MS-DOS необходимо, чтобы на дисководе А для гибких дисков была установлена дискета с записанной ОС MS-DOS или компьютер имел жесткий диск (винчестер) с записанной на нем ОС MS-DOS.

Базовая система ввода-вывода (BIOS – Basic Input/Output System) находится в постоянной памяти (постоянном запоминающем устройстве – ПЗУ) компьютера. Эта часть ОС является «встроенной» в компьютер. Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг ОС, связанных с осуществлением ввода-вывода. Базовая система ввода-вывода содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при включении электропитания. Кроме того, базовая система ввода-вывода содержит программу вызова загрузчика операционной системы.

После того как с диска, с которого загружается ОС, прочитана программа-загрузчик ОС, эта программа считывает в память компьютера модули ОС (IO.SYS и MS-DOS.SYS) и передает им управление.

Далее с этого же диска читается файл конфигурации системы CONFIG.SYS и в соответствии с указаниями, содержащимися в этом файле, загружаются драйверы устройств и устанавливаются параметры ОС. Если файл CONFIG.SYS отсутствует, все параметры устанавливаются по умолчанию.

Затем с диска, с которого загружается ОС, читается командный процессор COMMAND.COM и ему передается управление. Командный процессор выполняет командный AUTOEXEC.BAT, если этот файл имеется в корневом каталоге диска, с которого загружается ОС. В файле AUTOEXEC.BAT указывают команды и программы, выполняемые при каждом запуске компьютера. Если файл AUTOEXEC.BAT не найден в корневом каталоге диска, с которого загружается ОС, то DOS запрашивает у пользователя текущую дату и время.

После выполнения файла AUTOEXEC.BAT процесс загрузки ОС заканчивается. DOS выдает приглашение, показывающее, что она готова к приему команд.

8

Работа в среде DOS

После загрузки операционная система выдает на экран приглашение С:>_ и ждёт, когда пользователь введет команду и разрешит компьютеру ее выполнение нажатием клавиши ENTER. Команды могут иметь параметры. Формат любой команды, т.е. перечень ее параметров, можно посмотреть, если набрать в командной строке имя команды с параметром /? или /help.

Командный процессор COMMAND.COM обрабатывает команды, вводимые пользователем. Команды типа Dir или Copy командный процессор выполняет сам. Такие команды называются внутренними.

Шаблоны

В командах (если это допустимо и имеет смысл) для обозначения сразу нескольких файлов или для сокращения записи разрешается использование шаблона имен файлов. В шаблоне употребляются специальные символы «*» и «?», при этом «*» заменяет в имени или расширении имени файла любое количество любых символов от позиции, в которой он установлен, до конца имени или расширения имени файла; «?» заменяет один любой символ в имени или расширении имени файла в той позиции, в которой он установлен.

Например:

Вывести на экран все файлы из каталога DOS, имеющие расширение SYS. Команда выглядит так:

DIR DOS\*.SYS

Вывести на экран только те файлы из каталога DOS, имена которых начинаются с буквы F и содержат только три символа. Команда выглядит так:

DIR DOS\F??.*

Скопировать все файлы с расширением txt. Команда выглядит так:

COPY <МАРШРУТ: ОТКУДА КОПИРУЕМ> *.TXT <МАРШРУТ: КУДА КОПИРУЕМ>

Удалить файлы, начинающиеся с буквы F, с любым расширением. Команда выглядит так:

DEL<МАРШРУТ> F*.*

9

Во многих командах и именах файлов можно употреблять символы «*». Символ «*» обозначает любое число любых символов в имени файла или в расширении имени файла. Например: *.bak – все файлы с расширением .bak из текущего каталога.

Редактирование командной строки MS DOS(ввод команд)

Функции основных клавиш, используемых при вводе и редактировании командной строки (табл.1).

ВНИМАНИЕ! Командную строку MS DOS можно редактировать до тех пор, пока НЕ нажата клавиша Enter!!!

Нажатие клавиши Enter означает, что пользователь «запустил» команду (программу) на выполнение.

Во время диалога с MS DOS пользователь через пробел вво-

дит имя команды (или прикладной программы, которую не-

обходимо запустить) и параметры (если необходимо); нажимает клавишу Enter и ожидает, пока закончится выполнение команды или загрузка прикладной программы, контролируя этот процесс на экране монитора.

Приведем пример запуска команды в среде MS DOS:

С:\> Del New.txt /P

C:\> – приглашение MS DOS Del – запускаемая команда

New.txt – параметр, передаваемый в команду /P – опция (ключ), используемый командой

10